Near support-free multi-directional 3D printing via global-optimal decomposition笔记

最新推荐文章于 2025-06-03 14:54:05 发布
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分类专栏： 3d打印-decomposition&packing 文章标签： 3d
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_48404229/article/details/116460671
版权
本文探讨了一种针对多自由度3D打印机的优化方法，旨在减少打印过程中的碰撞和支撑需求。通过对无碰撞（包括挤出器-平台和挤出器-对象碰撞）和无支撑（考虑过大的倾斜角、局部最小点和脆弱区域）的约束条件分析，定义了目标函数以最小化悬垂区域。采用基于二叉树的模型切割、安全距离计算和特定的悬垂区域检测算法，并结合遗传策略和模拟退火算法求解优化问题。研究目标在于提高3D打印的可行性和效率。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

声明:文中所有观点仅代表个人见解，若有不妥之处欢迎指正。

这篇论文于2019年 被 SCI 4区 "Graphical Models"录用。

目录

1. Overview

2. Constraint analysis约束条件分析

（1）Constraint I: Collision-free

①Extruder-platform

②Extruder-object

（2）Constraint II: Support-free

① Overlarge inclination angle

② Local minimum points

③ Fragile regions

3.Model Decomposition

（1）切割方法

（2）安全距离

（3）检测悬垂区域的算法

4.Objective Function

 

1. Overview

Background：该方法基于多自由度打印机进行打印。

概述：

先对两个约束条件进行分析：无碰撞及无支撑

在约束下，定义目标函数，使悬垂区域的面积最小

使用基于精英选择算法的遗传策略和模拟退火算法相结合的方法，对寻找最优解过程进行优化

根据最优解，使用基于二叉树的平面剖分方法进行模型剖分

 

2. Constraint analysis约束条件分析

（1）Constraint I: Collision-free

为确保打印可行性，打印过程中不能够出现碰撞，在这里将碰撞分为两种：Extruder-platform Collision（与打印平面碰撞）；Extruder-object Collision（与打印模型碰撞）。

①Extruder-platform

多自由度打印机的工作区域在切割平面的上方，当考虑到挤出喷嘴的实际体积时，旋转角度范围的限制是很必要的，以保证喷嘴和平台之间无碰撞。

碰撞检测方法：将平台按照喷头在各个方向上的半径，扩展形成包围盒，检查每个模型部件和包围盒之间是否发生碰撞，如上图所示。这里考虑到（45°范围内的）自支撑，检测平台在[-135，135]角度内旋转不与模型碰撞。

②Extruder-object

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